Limitar la corriente de arranque (inrush current)

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Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by JMN » Mon Jun 16, 2014 5:48 pm

Hola,

tengo un temporizador de enchufes de estos que a una hora enciende lo que hay conectado a él, y tengo conectada una regleta con varios aparatos, el problema es que debido a la corriente de arranque de las fuentes de alimentación de los aparatos conectados se me acaba quemando el programador.

Primero dejo un enlace sobre la corriente de arranque y las formas de limitarlas bastante completo: http://sound.westhost.com/articles/inrush.htm" onclick="window.open(this.href);return false;

Por lo que ando mirando de hacer un circuito entre el programador y la regleta que limite la corriente de arranque.

La primera solución que se me ocurre es usar un solid state relay con detección de cruce por cero, no acabaría con la corriente de arranque pero si la reduciría, por lo que quizás pueda llegar a valer. Algo de este estilo: http://www.sharpsma.com/webfm_send/321" onclick="window.open(this.href);return false; (es el primero que me ha salido en el buscador, tengo que mirar cuál poner), en unas patas lleva la señal de alterna donde se conectaría la carga: http://idobartana.com/hakb/SSR/circuit.html" onclick="window.open(this.href);return false; y en el otro un led que activa la salida de alterna. Para encender el led rectificaría la entrada de alterna con algo similar a esto: http://www.micropic.es/mpblog/2004/05/m ... sformador/" onclick="window.open(this.href);return false; y proporcionar esa corriente que necesita, de esta forma cuando el programador encienda el enchufe activa el led del SSR alimentando éste la regleta de enchufes cuando se detecta el cruce por cero y por tanto reduciendo la inrush current. Supongo que es mejor usar ya un SSR que hacerlo con un MOC y un triac.

Es lo primero que se me ha ocurrido, al ser éste un problema muy común no sé si habrá ya una solución comercial? o venden algún integrado similar al SSR que simplemente haga la función de activar el triac cuando se detecte el cruce por cero, y solo haya que conectar los dos cables de alterna más los de la carga?

La otra opción que se me ocurre para limitarla totalmente es usar una NTC en serie con la carga, y puentearla con un triac x segundos después (para evitar que se vaya la luz y vuelva con la NTC en caliente) de que ésta permita el paso de la corriente, solución que quizás sea más completa que la anterior.

No sé, conocéis solución habitual o comercial a este tipo de problema, algo que se ponga entre el enchufe y el aparato a alimentar para reducir su corriente de arranque?

Gracias.

Saludos.

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by Heli » Tue Jun 17, 2014 6:25 am

Normalmente el problema no es la corriente de arranque sino la corriente total, pero on las fuentes conmutadas y sus condensadores de filtro cambia el escenario...
Las fuentes ya llevan internamente una NTC... Las muy grandes usan la NTC + conmutador temporizado.

El problema es que la corriente de arranque es muy grande en comparación con la corriente de trabajo al juntar muchas fuentes conmutadas. La mejor solución es usar un relé estático de conmutación por cruce por cero, que usa un mecanismo interno similar a http://idobartana.com/hakb/SSR/circuit.html" onclick="window.open(this.href);return false;, pero que ya existe comercialmente: http://es.rs-online.com/web/p/reles-de- ... o/7401343/" onclick="window.open(this.href);return false;

Yo tengo algunos pero para PCB, y alguno de tornillo como este: http://es.rs-online.com/web/p/reles-de- ... o/7204048/" onclick="window.open(this.href);return false; que no uso, mándame un privado.
¡No es imposible, lo que pasa es que no sabes como hacerlo!
http://heli.xbot.es/" onclick="window.open(this.href);return false;

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by Ranganok » Tue Jun 17, 2014 7:53 am

La solución que te ya puesto Heli ya puede servir. Otra idea podría ser un regulador que hiciera de soft-start o alguna combinación de fusible rearmable (PTC) con filtro paso bajo (quizás un filtro de EMC).

http://es.farnell.com/schaffner/fn389b- ... dp/1654829" onclick="window.open(this.href);return false;

Pero habría que hacer cuatro números para saber si es viable.

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by JMN » Tue Jun 17, 2014 12:10 pm

Gracias, voy a mirar los enlaces que me habéis puesto.

Creo que lo que me comentas Heli: http://docs-europe.electrocomponents.co ... efc5ae.pdf" onclick="window.open(this.href);return false; es la solución que preguntaba, un SSR con el control en alterna integrado:
rele.jpg
Por lo que sería simplemente cablearlo así?
rele2.jpg
Viendo el datasheet no sé a qué se refire con lo siguiente:
Zero-crossing (resistive loads) or random-fire (inductive loads) output
Si la carga es resistiva dispararía en el paso por cero pero si es inductiva cuando lo haría? no entiendo lo de disparo aleatorio que indica.

Por otro lado, podemos tener dos tipos de fuentes conmutadas, con transformador y sin transformador. En una fuente normal con transformador, lo que sería una carga inductiva para el temporizador de encendido, tendríamos lo siguiente, imagenes de http://sound.westhost.com/articles/inrush.htm" onclick="window.open(this.href);return false;

Fuente con transformador:

Image
Transformers and other inductive circuits behave in a manner that is not intuitive. Should the power be applied at zero volts (the zero crossing point), this is the very worst case. As the voltage increases the core saturates, and peak current is limited by one thing only - circuit resistance. Since a 500VA toroidal transformer will have a typical primary resistance of around 4 ohms (2 ohms for 120V countries), the worst case peak current is determined by ...
En una bobina la corriente va desfasada por lo que el mejor momento de disparo no sería en el paso por cero sino en el peak:

Image
If the power is connected to a transformer at the very peak of the AC voltage waveform, this is (surprisingly) a much better alternative. Inrush current will usually be quite low, generally less than 1/4 of the worst case value.
En el caso de la fuente de alimentación tenemos la bobina del primario, y el banco de condensadores en el secundario, para los condensadores el punto adecuado de disparo si es el paso por cero, y esto se contrapone con el momento de disparo ideal para el transformador:
The optimum switching point on the mains waveform is at the zero-crossing for a capacitor bank, but this is in direct conflict with the transformer's requirements for minimum inrush. As a result, there isn't an 'ideal' point on the AC waveform to apply power to the circuit, and the only real alternative for transformer-based power supplies is a series resistance. This can be a thermistor (with reservations) or a high power resistor with a bypass circuit.
Por lo que la solución del solid state relay de cruce por cero no sé si vale en este caso. o si hará algún efecto, según lo anterior no hay un punto idóneo de disparo y la única solución es implementar lo que indica Ranganok, un circuito que realice la función de soft start: http://sound.westhost.com/project39.htm" onclick="window.open(this.href);return false;

Si la fuente en lugar de llevar transformador hace rectificación y dc-dc entonces la solución del paso por cero si puede ser adecuada, pero si es de transformador diría que no. Voy a pensar un poco a ver cúal es la mejor opción.

Por otro lado el temporizador que se quema indica que su salida aguanta 16A para una carga resistiva y 6A para una carga inductiva, si son fuentes de alimentación con transformadores lo que tengo ahí entonces la carga que tengo es inductiva si no me equivoco? y por tanto tengo que atender a la limitación de 6A?

Gracias por las respuestas.

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by Ranganok » Tue Jun 17, 2014 4:17 pm

Hay una cosa que no entiendo... el esquema que has puesto es de una fuente lineal (no regulada), donde primero está el trafo y después el rectificador.

Las fuentes conmutadas suelen ir al revés, primero está el rectificador (con el condensador) y luego un DC-DC (400V a la tensión que quieras).

El problema no es el mismo ya que en uno "la carga" que tienes es inductiva y en el otro capacitiva.

De todas formas un filtro paso bajo a la entrada debería servir.

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by JMN » Tue Jun 17, 2014 5:10 pm

Si, es lo que comento en el post anterior, que hay dos tipos de fuentes (pusé dos conmutadas por error). Si la fuente es la de imagen de transformador la solcuión del cruce por cero no va a tener ningún efecto ya que la carga es inductiva, si primero rectifica y luego está el dc-dc si sería posible implemetar el cruce por cero ya que la carga no sería inductiva.

Tengo que mirar que fuentes son, si en la entrada de AC llevan transformador, ando de mudanza y tengo todas las cosas metidas en cajas x_x

De todas formas creo que lo más seguro para conectar cualquier cosa, independientemente del tipo de carga que sea, es implementar un circuito de soft start con resistencia o NTC, y puentear la resistencia una vez que ha arrancado.

Lo del filtro que me has puesto tengo que mirarlo que nunca los he visto y no sé cómo funcionan, pero puede que sea la solución más rápida y sencilla.

Gracias.

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by Ranganok » Tue Jun 17, 2014 6:59 pm

El filtro que he puesto es básicamente un choque en modo común y tres condensadores:

Image

Se puede ver el esquema dibujado. Es para evitar interferencias conductivas, pero para el caso podría servir ya que funciona como un filtro paso bajo.

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by Ranganok » Thu Jun 19, 2014 6:51 am

Otra opción podría ser poner un snubber en el conmutador del temporizador. De esta forma lo protegerías contra los picos de tensión al conmutar cargas no resistivas.

Pero supone desmontar el temporizador.

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by JMN » Thu Jun 19, 2014 3:45 pm

La idea que tengo es hacerlo externo, las fuentes de alimentación son las típicas de los portátiles, no he abierto una a ver cómo son por dentro, si son conmutadas sin transformador me podría valer lo del cruce por cero, pero creo que voy a montar un circuito de soft-start.

También voy a ver cómo puedo medir esa corriente de arranque, ando de mudanza y tengo todo metido en cajas, cuando me instale le echaré un ojo a las distintas opciones.

Gracias.

Saludos.

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Re: Limitar la corriente de arranque (inrush current)

Post by JMN » Fri Jun 20, 2014 3:24 am

Una posible solución que me han dicho en el foro de todopic es usar un contactor, no lo conocía, por lo visto es similar a un relé pensado para conmutar cargas de bastante intensidad.

http://gxdelixi.en.alibaba.com/product/ ... actor.html" onclick="window.open(this.href);return false;

Image

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